(57)【要約】【課題】部品点数を少なくすることができる光電センサを提供する。【解決手段】受光回路１５から受光量に応じて出力される受光信号ＳｉはＣＰＵ１３に入力され、ＣＰＵ１３内の第２判別手段１６Ｂにおいて所定のヒステリシス幅を有する閾値ａ，閾値ｂと比較されるとともに、第１判別手段１６Ａにおいて閾値ａ，閾値ｂの間に設定される閾値ｃと比較される。そして、２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂは共に、受光信号Ｓｉレベルが閾値以上のときに、ローレベルの信号を出力する一方、受光信号Ｓｉレベルが閾値以下のときに、ハイレベルの信号を出力し、出力回路１７は、第１判別手段１６Ａのパルス信号Ｐ１の立ち上がり時に、第２判別手段１６Ｂのパルス信号Ｐ２がハイレベルであると、ハイレベルの出力信号Ｐｅを出力する。この出力信号Ｐｅにより、金属玉Ｗｂが良品であることを判断できる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
検出対象物の物理量に応じたレベルの検出信号を出力する物理量検出手段と、
前記物理量検出手段からの検出信号に基づき、それぞれ異なる設定条件に応じた判別結果を出力する複数の判別手段と、
前記複数の判別手段のうちの、一の判別手段から出力される判別結果が変化したときの、他の判別手段から出力される判別結果に応じた出力信号を出力する出力手段と、を備える検出センサ。
【請求項２】
請求項１記載の検出センサは、
光を投光する投光手段と、
前記投光手段からの光を受光し、当該受光量に応じた受光信号を前記検出信号として出力する受光手段と、を備えて構成される光電センサであって、
前記複数の判別手段は、前記一の判別手段としての第１判別手段と、前記他の判別手段としての第２判別手段と、の２つの判別手段を備えて構成されており、
前記出力手段は、前記１判別手段から判別結果として出力されるパルス信号の立上がり若しくは立下り時における前記第２判別手段から判別結果として出力されるパルス信号のレベルに基づき出力信号を出力することを特徴とする光電センサ。
【請求項３】
前記判別手段における設定条件は、閾値であり、
前記２つの判別手段は共に、前記受光信号レベルが閾値以上のときに、ローレベルの信号を出力する一方、受光信号レベルが前記閾値以下のときに、ハイレベルの信号を出力するものであって、
前記第２判別手段における前記閾値は、所定のヒステリシス幅を有する第１及び第２の閾値であり、
前記第１判別手段における前記閾値は、前記第１及び第２の閾値の間に設定される第３の閾値であることを特徴とする請求項２記載の光電センサ。
【請求項４】
前記判別手段における設定条件は、前記受光信号のレベルの変化量であり、
前記第１判別手段は、前記受光信号のレベルの所定時間当たりの増加量が所定レベル以上であるときに、ハイレベルの信号を出力し、
前記第２判別手段は、前記受光信号のレベルの所定時間当たりの減少量が所定レベル以上であるときに、ハイレベルの信号を所定の連続出力時間だけ連続して出力するとともに、
前記出力手段は、前記第２判別手段からの信号がハイレベルであるときに、前記第１判別手段からの出力信号の立上りを条件として、ハイレベルの出力信号を出力することを特徴とする請求項２記載の光電センサ。
【請求項５】
前記第２判別手段における前記連続出力時間を設定可能な設定手段を備えることを特徴とする請求項４記載の光電センサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、検出センサ及び光電センサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば、検出対象物の状態等を検出するための検出センサ（光電センサ）が知られている。この種の検出センサ（光電センサ）には、例えば、検出対象物に向けて投光素子から投光した光のうち、受光素子にて受光された光の受光量を所定の閾値と比較し、この比較結果に応じてハイレベル若しくはローレベルのいずれかの信号を出力するようになっているものがある。
【０００３】
そして、例えば、図８に示すように、複数の検出センサ（光電センサ）１…１において行われる投受光動作により得られる受光信号を、コントローラ２に出力し、コントローラ２にて所定の論理演算を行うことにより、演算結果に基づき検出対象物の状態等が検出されるようになっている。
【特許文献１】特開平５−２７６００６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、検出対象物の状態等を検出するに際して、単純な論理演算を用いるのではなく、特殊なアルゴリズムを用いて検出対象物の状態を判定する場合がある。かかる場合に、検出センサ（光電センサ）１とは別体の機器を用いて演算処理等を実行する場合には、部品点数が多くなり、その分だけ、管理コストが余計にかかってしまうという問題があった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、部品点数を少なくすることができる検出センサ及び光電センサを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成するための手段として、請求項１の発明は、検出対象物の物理量に応じたレベルの検出信号を出力する物理量検出手段と、前記物理量検出手段からの検出信号に基づき、それぞれ異なる設定条件に応じた判別結果を出力する複数の判別手段と、前記複数の判別手段のうちの、一の判別手段から出力される判別結果が変化したときの、他の判別手段から出力される判別結果に応じた出力信号を出力する出力手段と、を備える構成としたところに特徴を有する。
【０００６】
請求項２の発明は、請求項１記載の前記検出センサは、光を投光する投光手段と、前記投光手段からの光を受光し、当該受光量に応じた受光信号を前記検出信号として出力する受光手段と、を備えて構成される光電センサであって、前記複数の判別手段は、前記一の判別手段としての第１判別手段と、前記他の判別手段としての第２判別手段と、の２つの判別手段を備えて構成されており、前記出力手段は、前記１判別手段から判別結果として出力されるパルス信号の立上がり若しくは立下り時における前記第２判別手段から判別結果として出力されるパルス信号のレベルに基づき出力信号を出力するところに特徴を有する。
【０００７】
請求項３の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記判別手段における設定条件は、閾値であり、前記２つの判別手段は共に、前記受光信号レベルが閾値以上のときに、ローレベルの信号を出力する一方、受光信号レベルが前記閾値以下のときに、ハイレベルの信号を出力するものであって、前記第２判別手段における前記閾値は、所定のヒステリシス幅を有する第１及び第２の閾値であり、前記第１判別手段における前記閾値は、前記第１及び第２の閾値の間に設定される第３の閾値であるところに特徴を有する。
【０００８】
請求項４の発明は、請求項２に記載のものにおいて、前記判別手段における設定条件は、前記受光信号のレベルの変化量であり、前記第１判別手段は、前記受光信号のレベルの所定時間当たりの増加量が所定レベル以上であるときに、ハイレベルの信号を出力し、前記第２判別手段は、前記受光信号のレベルの所定時間当たりの減少量が所定レベル以上であるときに、ハイレベルの信号を所定の連続出力時間だけ連続して出力するとともに、前記出力手段は、前記第２判別手段からの信号がハイレベルであるときに、前記第１判別手段からの出力信号の立上りを条件として、ハイレベルの出力信号を出力するところに特徴を有する。
【０００９】
請求項５の発明は、請求項４に記載のものにおいて、前記第２判別手段における前記連続出力時間を設定可能な設定手段を備えるところに特徴を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、出力手段により、一の判別手段から出力される判別結果が変化したときの他の判別結果に応じた出力信号が出力される。したがって、当該処理を実行するための機器等を光電センサとは別に設ける必要がないから、部品点数を少なくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜実施形態１＞
本発明の実施形態１（請求項３の発明に相当）を図１ないし図３を参照して説明する。
実施形態１に係る光電センサ１０は、図１に示すように、金属玉Ｗｂ（検出対象物）が順次搬送される搬送ラインにおいて所定の反射率の金属玉Ｗｂ（良品の金属玉）の検出を行ういわゆる反射型の光電センサである。
【００１２】
次に、光電センサ１０の電気的構成を図２に示す。
図２中の符号１３は、ＣＰＵである。光電センサ１０は、ＣＰＵ１３と、投光素子１１と、ＣＰＵ１３からの投光信号Ｓａを受けて投光素子１１（例えばＬＥＤ、レーザダイオード）から光を出射させる投光回路１２と、投光素子１１から投光された光のうち、金属玉Ｗｂで反射した光を受光する受光素子１４（例えばフォトダイオード）と、受光素子１４に受光される光の受光量に基づいて受光信号（検出信号）をＣＰＵ１３に出力する受光回路１５と、を備えて構成されている。なお、投光素子１１及び投光回路１２が本発明の「投光手段」に相当し、受光素子１４及び受光回路１５が本発明の「受光手段、物理量検出手段」に相当する。
受光回路１５は、受光素子１４から出力される受光量に応じた信号を増幅するとともに、Ａ／Ｄ変換した受光信号ＳｉをＣＰＵ１３に出力する。
【００１３】
ＣＰＵ１３は、共に受光回路１５からの受光信号Ｓｉを受ける２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂと、２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂからのパルス信号Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ入力される出力回路１７と、を備えて構成されている。
【００１４】
２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂは、第１判別手段１６Ａ（一の判別手段）と第２判別手段１６Ｂ（他の判別手段）とからなり、共に、受光回路１５から出力される受光信号Ｓｉのレベルが閾値以上のときに、ローレベルの信号を出力する一方、受光信号Ｓｉのレベルが閾値以下のときに、ハイレベルの信号を出力するものである（いわゆるダークオン）。したがって、閾値が本発明の「設定条件」に相当し、判別手段１６Ａ，１６Ｂから出力されるハイレベル又はローレベルの信号が「判別結果」に相当する。
【００１５】
ここで、第２判別手段１６Ｂにおける閾値は、所定のヒステリシス幅（図３の閾値ｂと閾値ａとの間の間隔）を有する閾値ｂ（第１の閾値）と閾値ａ（第２の閾値。ａ＜ｂ）であり、これらが受光信号の変化に応じて切り替わるようになっている。このように２種類の閾値が切り替わることとしたのは、一定の閾値（例えば、閾値ｂのみ）を設定した場合には、受光信号Ｓｉにノイズによる変動があると、閾値の上下における変動を繰り返すいわゆるチャタリングという現象が生じ、望ましくないからである。
【００１６】
具体的には、図３に示すように、受光信号Ｓｉのレベルが閾値ｂを超えるまでは、閾値ｂと受光信号Ｓｉのレベルとの比較が第２判別手段１６Ｂにて行われる。このとき、受光信号Ｓｉのレベルは、閾値ｂよりも小さいため、第２判別手段１６Ｂからはハイレベルの信号（パルス信号Ｐ２）が出力される。
【００１７】
一方、受光信号Ｓｉのレベルが閾値ｂを超えた場合には、閾値ｂから閾値ａに設定が切り替わり（ヒステリシス幅だけ閾値が下がり）、閾値ａと受光信号Ｓｉのレベルとの比較が第２判別手段１６Ｂにて行われる。このとき、受光信号Ｓｉのレベルは、閾値ａよりも大きいため、第２判別手段１６Ｂからはローレベルの信号（パルス信号Ｐ２）が出力される。
【００１８】
そして、受光信号Ｓｉのレベルが閾値ａ以下になると、閾値ａから閾値ｂに設定が切り替わり（ヒステリシス幅だけ閾値が上がり）、再び閾値ｂと受光信号Ｓｉのレベルとの比較が行われ、第２判別手段１６Ｂからはハイレベルの信号が出力される。
【００１９】
第１判別手段１６Ａにおける閾値は、閾値ａと閾値ｂとの間に設定される閾値ｃ（第３の閾値）とされている。
なお、第１判別手段１６Ａにおける比較処理及び第２判別手段１６Ｂにおける比較処理は、微小時間だけずらしたタイミング（重複しないタイミング）で実行されている。
【００２０】
出力回路１７（出力手段）は、図２に示すように、第１判別手段１６Ａからのパルス信号Ｐ１と第２判別手段１６Ｂからのパルス信号Ｐ２とのそれぞれが入力されるように構成されている。
【００２１】
そして、図３に示すように、第１判別手段１６Ａから判別結果として出力されるパルス信号Ｐ１の立上がり（ローレベルからハイレベルに変わる）を検出すると、そのときの第２判別手段１６Ｂから判別結果として出力されるパルス信号Ｐ２がハイレベルであるかどうかを判定する。
【００２２】
そして、出力回路１７は、第１判別手段１６Ａからのパルス信号Ｐ１の立上がり時に、第２判別手段１６Ｂからのパルス信号がハイレベルであると判定したときには、所定時間だけハイレベルの出力信号Ｐｅ（パルス信号）を外部に出力する。
【００２３】
これにより、受光信号Ｓｉのレベルが所定範囲内に最大値の存在するものである場合に限り、ハイレベルの出力信号Ｐｅが出力されるから、所定の反射率の金属玉Ｗｂ（良品の金属玉）を検出することができる（不良品の金属玉（変色等により反射率が異なる金属玉）については、検出しない）。
【００２４】
このように、本実施形態によれば、パルス信号Ｐ１，Ｐ２が出力回路１７（出力手段）に入力されることにより、第１判別手段１６Ａ（一の判別手段）から出力される判別結果が変化したときの第２判別手段１６Ｂ（他の判別手段）による判別結果に応じた出力信号Ｐｅが出力回路１７から出力される。したがって、当該処理を実行するための機器等を光電センサとは別に設ける必要がないから、部品点数を少なくすることができる。
【００２５】
＜実施形態２＞
本発明の実施形態２（請求項４の発明に相当）を図４ないし図６を参照して説明する。
実施形態１では、投光した光のうち、金属玉Ｗｂにて反射した光の受光量を検出する反射型の光電センサであったが、実施形態２では、図４に示すように、光ファイバＦ１，Ｆ２の先端部Ｆ１ａ，Ｆ２ａが対向配置されており、先端部Ｆ１ａ及びＦ２ａの間の光路上を、搬送手段により搬送される光透過性を有するガラス基板Ｗｇ等（例えば、ガラスウエハ等）が通過したときの受光量の変化に基づき、検出対象物を検出するいわゆる透過型の光電センサ２０（ファイバセンサ）である。ここで、実施形態２のガラス基板Ｗｇ（検出対象物）は、光透過性を有するため、ＣＰＵ１３では、受光素子１４における入光状態又は遮光状態を検出するのではなく、ガラス基板Ｗｇが光路上に入る（光路上から出る）ときの、受光量変化に基づき、ガラス基板Ｗｇを検出するようになっている。なお、実施形態１と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
光電センサ２０は、図５に示すように、投光素子１１から出射された光は、光ファイバＦ１の一端側に入射する。これにより、光ファイバＦ１を介して先端部Ｆ１ａから光が出射されるとともに（図４参照）、先端部Ｆ２ａから入射した光は光ファイバＦ２を介して受光素子１４に照射されるようになっている。
【００２７】
ＣＰＵ１３は、共に受光回路１５からの受光信号Ｓｉを受ける２つの判別手段２６Ａ，２６Ｂと、２つの判別手段２６Ａ，２６Ｂからのパルス信号Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ入力される出力回路１７と、を備えて構成されている。
【００２８】
２つの判別手段２６Ａ，２６Ｂは、第１判別手段２６Ａ（一の判別手段）と第２判別手段２６Ｂ（他の判別手段）とからなり、共に、微分回路を備えて構成され、受光信号のレベルの変化量（設定条件）に応じた信号を出力する。
【００２９】
第１判別手段２６Ａは、図６に示すように、微分回路により受光信号Ｓｉのレベルが単位時間（所定時間）内に所定レベル以上増加（増加方向に変化）したことを検出したときには、ハイレベルの信号（パルス信号Ｐ１）を微小時間Ｔ１だけ出力する。
【００３０】
第２判別手段２６Ｂは、微分回路により受光信号Ｓｉのレベルが単位時間（所定時間）内に所定レベル以上減少（減少方向に変化）したことを検出したときには、ハイレベルの信号（パルス信号Ｐ２）を連続出力時間Ｔ２だけ出力する。
【００３１】
ここで、この連続出力時間Ｔ２は、基準となるガラス基板Ｗｒ（検出対象物）の大きさ（長さ）と、搬送手段によるガラス基板Ｗｇの搬送速度と、に基づき定められる時間である。具体的には、基準となるガラス基板Ｗｒが光路上を通過する時間よりもわずかに長い時間（パルス信号Ｐ２がハイレベルとなってから次にパルス信号Ｐ１が（ハイレベルになり）立下がるまでの時間よりもわずかに長い時間）とされている。
なお、光電センサ２０には、図５に示すように、ユーザによる入力操作が可能な入力設定部２９（「本発明の設定手段」に相当）が備えられている。この入力設定部２９を操作することによりＣＰＵ１３にて設定されている種々の内容の設定変更が可能となっている。例えば、（第２判別手段２６Ｂの）設定内容としては、上記した連続出力時間Ｔ２が含まれるが、入力設定部２９では当該連続出力時間Ｔ２として任意の時間が入力操作（設定変更）可能となっており、この場合、入力設定部２９からの入力操作に応じた信号がＣＰＵ１３の第２判別手段２６Ｂに与えられるようになっている。そして、第２判別手段２６Ｂは、入力設定部２９からの連続出力時間Ｔ２の情報を受けると、かかる連続出力時間Ｔ２を設定値として設定する（図示しない記憶手段に記憶する）。これにより、基準となる大きさのガラス基板Ｗｒを他の大きさのガラス基板や、他の大きさの透光性部材に変更した場合であっても、連続出力時間Ｔ２を基準となるガラス基板Ｗｒ（検出対象物）の大きさと、搬送手段によるガラス基板Ｗｇの搬送速度と、に基づき定められる時間に設定することで異なるガラス基板等（透光性部材）の検出を行うことが可能となる。
【００３２】
出力回路１７（出力手段）は、第１判別手段１６Ａからのパルス信号Ｐ１と第２判別手段１６Ｂからのパルス信号Ｐ２とのそれぞれが入力され（図５参照）、図６に示すように、パルス信号Ｐ１の立上がり時に、パルス信号Ｐ２がハイレベルであると判定したときには、所定時間Ｔ３だけハイレベルの出力信号Ｐｅ（パルス信号）を外部に出力する。
【００３３】
これにより、ガラス基板Ｗｇが所定の範囲の大きさである場合には、ハイレベルの出力信号Ｐｅが外部に出力される（ガラス基板Ｗｇが所定の範囲外の大きさである場合には、ハイレベルの出力信号Ｐｅが外部に出力されない）から、かかる出力信号Ｐｅによりガラス基板Ｗｇが所定の範囲の大きさであるかどうかを検出することができる（所定の範囲外の大きさのガラス基板Ｗｇについては、検出されない）。
【００３４】
このように、本実施形態によれば、パルス信号Ｐ１，Ｐ２が出力回路１７（出力手段）に入力されることにより、第１判別手段２６Ａ（一の判別手段）から出力される判別結果が変化したときの第２判別手段２６Ｂ（他の判別手段）による判別結果に応じた出力信号Ｐｅが出力回路１７から出力される。したがって、当該処理を実行するための機器等を光電センサとは別に設ける必要がないから、部品点数を少なくすることができる。
【００３５】
＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
【００３６】
（１）上記実施形態では、第１判別手段１６Ａ（２６Ａ）から出力されるパルス信号Ｐ１の立上がり時における第２判別手段１６Ｂ（２６Ｂ）から出力されるパルス信号Ｐ２のレベル（ハイレベル）により、出力回路１７から出力信号Ｐｅ（ハイレベル）の出力が行われることとしたが、かかるタイミングはパルス信号Ｐ１の立上がり時に限られない。例えば、パルス信号Ｐ１の立下がり時であってもよく、このときのパルス信号Ｐ２のレベル（ローレベル）により、出力回路１７からの出力が行われるようにしてもよい。
【００３７】
（２）上記実施形態では、ＣＰＵ１３には、２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂ（２６Ａ，２６Ｂ）と、２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂ（２６Ａ，２６Ｂ）からのパルス信号Ｐ１，Ｐ２がそれぞれ入力される出力回路１７と、が備えられる構成としたが、これらが別のＣＰＵ１３から構成されるものであってもよい。
例えば、２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂ（２６Ａ，２６Ｂ）が、それぞれ別のＣＰＵに備えられる構成であってもよい。このようにすれば、２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂ（２６Ａ，２６Ｂ）による処理を同時に実行することが可能となる。
【００３８】
（３）実施形態２では、ガラス基板Ｗｇの大きさ（長さ）の検出を行う構成としたが、これに限られない。例えば、透光性を有するガラスウエハ等におけるノッチ検出を行う場合に本発明を適用してもよい。
【００３９】
（４）上記実施形態に限らず、例えば、第２判別手段から基準となるパルス信号Ｐ２（のハイレベル）が所定の周期で出力される場合に、第１判別手段から出力されるパルス信号Ｐ１の立上がりのタイミングと、パルス信号Ｐ２のの立上がりのタイミングと、の順番を検出する必要があるときに、本発明を適用することも可能である。
具体的には、図７に示すように、出力回路１７に複数のパルス信号Ｐ１，Ｐ２（所定時間のハイレベル信号）が入力される場合に、パルス信号Ｐ２のうちの１番目のパルスＰ２ａが立上ってからパルス信号Ｐ１のうちの１番目のパルスＰ１ａが立上った場合には、出力回路１７から出力信号Ｐｅ（ハイレベル）が出力され、これとは逆に、２番目のパルスＰ１ｂが立上ってからパルスＰ２ｂが立上った場合には、出力回路１７から出力信号Ｐｅ（ハイレベル）が出力されない。このように、本実施形態によれば、複数のパルス信号が入力される場合に、パルス信号の順番（ハイレベル（又はローレベル）となる順番）を検出することができる。
【００４０】
（５）上記実施形態では、光を投光する投光手段と、投光手段からの光を受光し、当該受光量に応じた受光信号（検出信号）を出力する受光手段と、を備えて構成される光電センサ１０，２０について本発明を適用したが、これに限られない。例えば、温度センサや圧力センサに本発明を適用し、受光信号Ｓｉに代えて、物理量検出手段（図示しない。例えば、温度や圧力に応じた信号を出力する回路）から出力される検出対象物の物理状態（物理量）に応じたレベルの検出信号が２つの判別手段１６Ａ，１６Ｂに入力される構成としてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】実施形態１の反射型光電センサによる金属玉の検出を示す図
【図２】光電センサの電気的構成を示すブロック図
【図３】受光信号を受けたときのパルス信号のレベルの変化を示す図
【図４】実施形態２の透過型光電センサによるガラス基板の検出を示す図
【図５】光電センサの電気的構成を示すブロック図
【図６】受光信号を受けたときのパルス信号のレベルの変化を示す図
【図７】他の実施形態のパルス信号のレベルの変化を示す図
【図８】従来の光電センサの構成を示す図
【符号の説明】
【００４２】
１０，２０…光電センサ
１１…投光素子
１２…投光回路
１３…ＣＰＵ
１４…受光素子
１５…受光回路
１６Ａ，２６Ａ…第１判別手段（一の判別手段）
１６Ｂ，２６Ｂ…第２判別手段（他の判別手段）
１７…出力回路（出力手段）
Ｐ１，Ｐ２…パルス信号
Ｐｅ…出力信号
Ｓｉ…受光信号
Ｔ２…所定時間
Ｗｂ…金属玉
Ｗｇ…ガラス基板
Ｗｒ…基準となるガラス基板
【図１】
2007124373.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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